近冕区激光等离子体电子温度与密度同时测量的诊断技术研究

The electron temperature and density, the two important parameters of the internal hohlraum plasmas in laser fusion researches, is the key to explain the abnormal phenomena in like laser-plasma interactions and x-ray conversion efficiency in National Ignition Campaign experiments. However, there are obvious shortcomings in current diagnosis for the two parameters in ignition conditions. In this situation, a new idea of combining the ultraviolet Thomson scattering electron and ion features is proposed in our program. In our proposal, a technique of calibrating the electron red shift feature of ultraviolet Thomson scattering spectral will be set up.The noise influences of the plasmas bremsstrahlung emission and 351nm heating laser near ignition condition will be sudied. High signal-to-noise experimental data will be obtained, including the 263nm Thomson scattering electron red-shift feature and ion featurees.

黑腔等离子体的电子温度与密度参数是激光聚变研究中的两个重要参量，是解释国际点火攻关实验中激光等离子体相互作用与X光转换效率等环节异常现象的关键。但在近冕区的点火等离子体参数条件下以前发展的各种常规诊断方法存在明显的技术缺陷，使得在点火实验中这两个参数目前还缺乏直接有效的同时精密诊断手段。本项目针对这一现状，提出了采用深紫外光学Thomson散射电子谱红峰与离子谱联合这一具有较强可行性的诊断方法。 本项目拟建立深紫外Thomson散射光谱校准技术，解决近点火实验条件下等离子体韧致辐射和三倍频热束激光的噪声干扰问题，获得四倍频Thomson散射电子谱红峰和离子谱双峰实验数据，并通过理论拟合同时给出电子温度和密度的高精度参数。通过本项目的研究，既拓展了Thomson散射在激光聚变研究中的应用深度，又为将来的点火实验参数的精密诊断提供了一条可能的途径。

黑腔等离子体的电子温度与密度参数是激光聚变研究中的两个重要参量，是解释国际点火攻关实验中激光等离子体相互作用与X光转换效率等环节异常现象的关键。本项目提出了利用四倍频Thomson散射离子谱双峰和电子谱红峰同时诊断电子温度与电子密度的技术路线，并开展了相关研究工作。本项目在神光III原型激光装置上设计并建设了一套四倍频Thomson散射诊断系统，进行了系统的光谱响应与空间分辨率标定，开展了系统瞄准与调试方法的研究，发展了Thomson散射光谱拟合程序，建立了基于四倍频探针光的Thomson散射离子谱和电子谱红峰的精密诊断技术。通过理论计算，完成了等离子体韧致发射与Thomson散射强度之间的比对关系，通过Au盘靶和充气腔靶实验，获得了实验条件下等离子体的韧致发射水平。通过神光III原型装置两轮次实验，采用Au盘靶、CH盘靶和充气腔靶等靶型，获得了三倍频热束激光对Thomson散射电子谱的干扰水平。通过本项目的实施，积累了四倍频Thomson散射的实验经验，为黑腔等离子体状态参数研究提供了重要的诊断技术和实验数据支持。